3.1空气与氧气 一课一练（同步练习 含解析）

浙教版八年级下册科学 3.1空气与氧气
一、选择题
1．（2019·浙江）某化学兴趣小组用如图所示的装置来制取干燥的氧气，并测定H2O2溶液中溶质的质量分数。装置气密性良好，图中的锥形瓶内盛有质量为m的H2O2溶液，燃烧匙内装有二氧化锰，燃烧匙可以上下移动，干燥管内装有足量碱石灰，用于干燥氧气。下列说法正确的(　 　)
A．将装置Ⅰ分别与装置Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ连接，均能达到实验目的
B．称量装置Ⅰ反应前及完全反应冷却后的质量，可计算出H2O2溶液中溶质的质量分数
C．若用装置Ⅳ收集氧气，可将带火星的木条放置在b导管口处验满
D．若用装置Ⅴ测量生成氧气的体积，集气瓶上方原有的空气会使测量结果偏大
2．（2019·金华市第五中学九年级月考）小明同学按图中所示组装好的以下Ⅰ～Ⅲ装置，搁置一段时间后，观察所产生的现象，下列有关实验现象叙述正确的是(　 　)
A．Ⅰ装置中左边液面下降，Ⅱ装置中右边液面上升，Ⅲ装置中液面不变
B．Ⅰ装置中液面不变，Ⅱ装置中左边液面上升，、Ⅲ装置中右边液面下降
C．Ⅰ装置中左边液面上升，Ⅱ装置中液面不变，Ⅲ装置中右边液面下降
D．Ⅰ装置中左边液面上升，Ⅱ装置中左边液面下降， Ⅲ装置中液面不变
3．（2020浙江八年级）已知在空气中，温度超过40℃，白磷就可以自燃，即和氧气反应生成五氧化二磷。用下图装置测定空气中氧气的体积分数。实验步骤为：集气瓶里先装适量a体积的水，在酒精灯灯焰上把玻璃棒下端加热，装置如图密封。用力把玻璃棒按下与白磷接触，白磷燃烧。燃烧停止后，稍振荡，完全冷却后，量出集气瓶中水的体积（b）和整个集气瓶体积（c）。下列说法错误的是（　　）
A．反应过程中集气瓶内液面的变化是先下降后上升
B．该实验测得氧气与空气的体积比为（b-a）：（c-a）
C．燃烧匙中的白磷不可以换成细铁丝或硫粉
D．该装置没有用止水夹，实验过程中气体会受热膨胀逸出导致测量结果偏大
4．（2020·兰溪市聚仁学校八年级期中）质量相等的两份氯酸钾a和b其中A混入少量的MnO2，将它们同时加热，放出氧气的质量与反应时间关系的图象正确的是（ ）
A．B．C． D．
5．（2020·浙江杭州市·中学九年级月考）用氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气，混合物的质量变化如图。正确的分析是（ ）
A．反应结束时能收集到（a－b）g氧气
B．P点处固体成分是氯酸钾和氯化钾
C．在反应过程中氯元素的质量分数不断增大
D．在0~t2时段，MnO2在混合物中的含量的不断增大
6．（2020·浙江绍兴市·八年级期末）实验室加热氯酸钾和二氧化锰混合物制取氧气的过程中，二氧化锰在固体混合物中的质量分数与反应时间的关系图像正确的是（ ）
A．B．C．D．
7．（2021·浙江九年级专题练习）有关氧气的收集、检验、验满，下列叙述正确的是（　　）
A．甲装置为向下排空气法，可用于收集氧气
B．利用乙装置收集氧气，气体从a通入
C．用燃着的木条伸入丙中，若木条熄灭表明该气体是氧气
D．将带火星的木条放置于丁装置d处可检验氧气是否集满
8．（2020·浙江八年级月考）下列对有关物质燃烧的现象描述，正确的是（ ）
A．木炭在充足的空气中燃烧，发出白光，生成二氧化碳
B．硫粉在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，生成一种刺激性气味的气体
C．铁丝放入氧气中，剧烈燃烧，火星四射，生成黑色的氧化铁固体
D．红磷在氧气中剧烈燃烧，生成白雾，放出热量
9．（2021·诸暨市滨江初级中学八年级月考）小明在学习了元素和物质的知识后，进行了梳理，其中正确的是（　　）
A．铁元素的质量分数由高到低：FeO、Fe2O3、FeS
B．钙的化合物的相对分子质量由小到大：CaCl2、CaCO3、Ca（OH）2
C．氮元素的化合价由高到低：HNO3、NH3、NO
D．空气中主要气体的体积分数由大到小：O2、N2、CO2
10．（2021·浙江专题练习）实验室需收集一瓶约混有体积空气的氧气，下列操作正确的是（　　）
A B C D



集气瓶中 灌的水 集气瓶中
灌的水 导管伸入到集气瓶
体积的处 导管伸入到集气瓶
体积的处
A．A B．B C．C D．D
二、填空题
11．（2020·杭州市余杭区临平第一中学九年级开学考试）利用加热高锰酸钾的方法，验证化学反应中质量守恒定律。如图，小科将适量高锰酸钾装入试管，塞入一团棉花并测出试管、棉花与药品的总质量为。加热使之充分反应后，测得量筒中气体体积为V，再次测得反应装置与物质总质量为，已知常温常压下氧气密度为。据此请回答：
（1）实验中用量筒收集气体的好处是________。
（2）实验中，试管口内壁附着紫红色小液滴，请解释产生该现象的原因________。
（3）根据实验数据计算发现：，与质量守恒定律不符。造成这一实验结果的原因分析正确的是_______。
A．试管中高锰酸钾没有完全分解
B．导管口连续均匀冒气泡时才收集气体
C．未调节量筒内外液面相平就读数
D．停止加热时，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯
12．（2020·浙江台州市·八年级期末）某校学生小妍在实验操作考试中，抽到的题目是：氧气的制取。提供的实验试剂有氯酸钾、二氧化锰、双氧水、木炭、铁丝、火柴。提供的实验器材如下图甲中的 a~g。
（1）根据提供的器材和试剂，小妍进行实验室制氧气的化学方程式是：_____
（2）小妍在操作过程中按如上图乙连接了发生装置，被监考老师扣了分数，则她被扣分的原因可能是_____。
（3）收集好氧气的集气瓶应_____（选填正放或倒放）。
13．（2021·浙江九年级专题练习）某兴趣小组用两支规格相同的注射器与一支具支试管对“测定空气中氧气的含量”的实验装置进行了改进（如图）具体实验步骤如下：
步骤一：将注射器Ⅰ连接试管右侧导管，注射器Ⅱ插入试管橡皮塞中。使注射器Ⅰ中不留空气，注射器Ⅱ中留有一定体积空气，检查装置气密性。
步骤二：在具支试管中加入足量的试剂X，塞上橡胶塞，记录注射器Ⅱ中气体体积（记为V1）
步骤三：用酒精灯加热，使试剂X与氧气反应充分。
步骤四：停止加热，冷却至室温，将注射器Ⅰ中的气体全部挤入具支试管，待注射器Ⅱ的活塞稳定后，读取并记录气体体积（记为V2）
步骤五：实验结束后，清洗仪器，将具支试管装满水并塞上塞子，使注射器Ⅰ和Ⅱ中均无气体或液体残留，将试管中的水倒入量筒，测定体积（记为V3）
（1）步骤一中检查装置气密性的方法是：________。
（2）步骤三中，为使试剂X与氧气反应充分，可以采取的操作是________。
（3）根据测得数据可以计算空气中氧气的体积分数为________（用V1、V2、V3表示）。
14．（2021·浙江八年级专题练习）小金用如图所示装置进行电解水实验测定水的组成。实验中，关闭活塞并接通电源，开始一段时间后，A管内收集到的气体有6mL时，B管内气体大约有________mL，中间漏斗液面______________(选填“上升”、“不变”或“下降”)，A管中产生的气体是_____________，检验的方法是________________________________。
15．（2021·浙江省金华市金东区傅村镇初级中学八年级月考）铁丝在氧气中燃烧的全过程如图所示，试回答下列问题：
（1）铁丝前端为什么要系一根火柴？________。
（2）观察到铁丝在氧气中燃烧时的现象是________。
（3）写出发生反应的文字表达式：________。
三、探究题
16．（2021·浙江九年级专题练习）某兴趣小组对教材中“测定空气里氧气含量”的实验（装置I）进行了大胆改进，设计装置Ⅱ实验方案进行，收到了良好的效果．请你对比分析下面装置I、装置Ⅱ实验，回答下列有关问题：
（1）（装置Ⅰ）在实验过程中，经常出现实验结果偏小的情况，原因可能是________。
A．红磷量不足
B．装置Ⅰ漏气
C．未等装置冷却就松开止水夹
D．红磷点燃后伸入集气瓶速度太慢
（2）（装置Ⅱ）实验的操作步骤如下：①测定玻璃管容积V1为70mL②点燃酒精灯，缓慢推拉注射器活塞．③将少量铜粉平装入试管中，将50mL的注射器活塞置于30mL刻度处，并按图Ⅱ中所示的连接方式固定好．④熄灭酒精灯，等装置冷却后读取注射器活塞的数据。
你认为正确的实验操作顺序是________（填序号）。
按正确操作和有关数据计算，最终得出氧气约占空气体积的1/5，则注射器活塞最终停留在________ml处，在实验加热过程中，缓慢推拉注射器活塞的目的是________。
（3）比较（装置Ⅰ）和（装置Ⅱ），你能说出（装置Ⅱ）的一个优点是________。
17．（2020·浙江九年级月考）空气是一种宝贵的资源。用如图甲所示装置，测定空气里氧气的含量。实验时先在集气瓶里加入少量水，做上记号。用弹簧夹夹紧乳胶管，点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞紧。待红磷熄灭后，发现红磷还有剩余，冷却，打开弹簧夹，烧杯中的水倒流进集气瓶中，液面上升到图中A位置。
（1）从上述实验现象可知：集气瓶中剩余气体的有关性质有_______________（写出两点）；
（2）而某同学在做该实验中，A内气体减少的体积小于1/5，试问导致该实验结果的原因可能是（答一种就可）_______________________________________________________。
（3）某化学兴趣小组对此实验装置进行了改进，设计如图乙（选用容积为45mL的18×180mm的试管作反应容器）实验方案进行，收到了良好的效果。回答下列有关问题：
改进实验（铁架台略去）中的操作步骤如下：①点燃酒精灯；②读取注射器活塞的数据；③撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹；④将少量红磷平装入试管中，将20mL的注射器活塞置于10mL刻度处，并按图中所示的连接方式固定好，再将弹簧夹紧橡皮管。
你认为正确的实验操作顺序是（填序号）______________________。
（4）实验中，注射器活塞将从10mL刻度处慢慢前移到约为___________mL刻度处才停止。
18．（2021·浙江九年级专题练习）某校科学小组在学习了“空气中氧气含量测定”的基础上，改进了教材中的实验，设计出了如图所示的实验装置。实验步骤如下：
①如图所示，连接仪器，检查装置的气密性。发现装置的气密性良好。
②在集气瓶里装进适量a体积的水，燃烧匙里放一块白磷（其着火点是40℃），并在酒精灯上把玻璃棒
下端加热，按图示装置把集气瓶中（整个集气瓶的体积是c）的空气密封起来，把长导管的另一端放入盛有足量水的烧杯中。（注：集气瓶内的长导管已伸到了瓶底）。
③用力把预先加热过的玻璃棒按下与白磷接触，观察到白磷立即着火燃烧，产生大量白烟，同时放出大量的热。（注：白磷与红磷燃烧的产物相同）。
④待白磷燃烧熄灭后，稍加振荡，白烟消失。
⑤待集气瓶完全冷却至室温，量出集气瓶中水的体积是b。
⑥根据a、b、c三个数据，计算出空气中氧气的体积分数。根据以上信息，回答下列问题。
（1）在白磷开始燃烧到最后熄灭的过程中，集气瓶内水面位置的变化情况是________。
A．一直降低　　B．一直升高　　C．先降低后升高　　D．先升高后降低
（2）若实验非常成功，请写出a、b、c三个数据应满足的一个等式关系式________。
（3）在上述实验中，下列操作的实施和实验现象的出现，会导致实验最后产生的实际值小于理论值的是________。
A．装置气密性不好 B．实验前集气瓶里没有装适量的水
C．集气瓶没有冷却到室温 D．用木炭代替红磷
四、简答题
19．（2020·浙江杭州市·九年级一模）如图所示是测定空气中氧气含量实验的装置，加热过程中反复推拉注射器活塞，直至反应完全，冷却至室温，活塞稳定后读数。假设装置气密性良好，注射器活塞移动灵活无阻力。请回答：
（1）加热过程中，气球的作用是_____。
（2）根据下表提供的实验数据，完成表格。
硬质玻璃管中空气体积 反应前注射器中空气体积 反应后注射器中空气体积 空气中氧气的体积分数
30mL 10mL 4mL _____%
（3）为确保装置内氧气完全耗尽，添加的铜粉必须过量。实验结束后，取反应后的粉末，滴加足量稀硫酸，_____现象可以作为铜粉过量的证据。
20．（2021·杭州市余杭区良渚第二中学八年级开学考试）用来测定空气成分的方法有很多，如图1所示的是小明用红磷在空气中燃烧的测定方法。请按要求填空：
(1)在空气中点燃燃烧匙中的红磷，并迅速插入集气瓶内，塞紧橡皮塞，此时看到的主要现象是_________________，该反应的文字表达式为________________。
(2)当红磷燃烧完毕，集气瓶冷却到室温后打开弹簧夹，看到现象是_______________。出现该现象的原因是________________________。
(3)若实验中测得氧气的体积分数小于五分之一，造成此误差的原因可能是(写两条)_______________，________________。
(4)某同学对实验进行反思后，提出了改进方法(如图2所示)你认为改进后的优点是____________，上述实验中的红磷___________(填“能”或“否”)用木炭或铁丝代替红磷，为什么？(选择一种物质叙述原因)_______________。
参考答案
1．B
【详解】
A、装置II无法收集到干燥的氧气，错误；B、称量装置I反应前及完全反应冷却后的质量，计算出质量差，该质量差即为生成的氧气的质量，通过氧气的质量，可计算出H2O2溶液中溶质的质量分数，正确；C、由于氧气的密度比空气大，用装置IV收集氧气，氧气应从“b进a出”，故应将带火星的木条放置在a导管口处验满，错误；D、用装置V测量生成氧气的体积，通过增大压强将集气瓶中的植物油压入量筒，集气瓶上方原有的空气不会影响测量结果，错误。故选B。
2．D
【详解】
Ⅰ中铁丝在水和氧气的条件下生锈，使得铁丝一侧(左侧)的压强减小液面会上升，右侧液面下降；Ⅱ中浓盐酸具有挥发性，挥发出的氯化氢气体可以和铁钉反应生成氢气，铁钉一侧(左侧)的压强变大，液面会下降，右侧液面上升；Ⅲ中浓硫酸能吸收水做干燥剂，所以铁钉不会生锈，压强不变，液面也没有变化；故ABC不符合题意，D符合题意。
3．D
【详解】
A、反应过程中，白磷燃烧放热，导致瓶内气体膨胀，气压增大，液面下降，完全反应后温度降低，氧气消耗，瓶内液面上升，因此集气瓶内液面的变化是先下降后上升，该选项说法正确；
B、该实验中，氧气体积：（b-a），空气体积：（c-a），测得氧气与空气的体积比为：（b-a）：（c-a），该选项说法正确；
C、燃烧匙中的白磷不可以换成细铁丝或木炭粉，是因为铁不能在空气中燃烧，木炭燃烧生成二氧化碳，导致水不能进入集气瓶，该选项说法正确；
D、集气瓶中预先放的a体积水不仅有液封导管，防止气体受热膨胀逸出的作用，还能够吸收反应生成的五氧化二磷、降低温度的作用，该选项说法不正确。
故选：D。
4．D
【详解】
这一反应中催化剂只是加快了反应的速度并不改变生成物的量，故B不正确，A中虽加入了二氧化锰但也不会开始加热就生成氧气，所以A和C也不正确。故选：D。
5．C
【详解】
A、在理论上反应结束时能收集到（a-b）g的氧气，但由于氧气可能有部分溶于水或部分氧气留在试管中，因此实际上收集的氧气会偏小，故不符合题意；
B、P点是氯酸钾部分分解，因此有未反应的氯酸钾和生成的氯化钾，还有作为催化剂的二氧化锰，故不符合题意；
C、在反应过程中，固体质量逐渐减少，氯元素的质量不变，因此氯元素的质量分数逐渐增大，故符合题意；
D、由于在0-t1时间段反应没有发生，因此MnO2的含量没有变，故不符合题意。
故选C。
6．B
【详解】
氯酸钾制取氧气时，生成氯化钾和氧气，根据质量守恒可知，氯酸钾的质量等于生成的氯化钾和氧气的质量，则固体混合物随反应的进行质量减少，而二氧化锰的质量不变，所以二氧化锰在混合物中质量分数在不断变大，直到反应结束，不再发生变化，为一定值。
A、一开始二氧化锰在混合物中质量分数不可能为0，故错。
B、开始为一定值，随反应进行在变大，反应结束后为一定值，故对。
C、不可能开始反应不变，随反应进行在变小，故错。
D、二氧化锰在混合物中质量分数不可能减小，故错。
故选B。
7．D
【详解】
A、氧气的密度比空气大，应用向上排空气法来收集，故A错误。
B、氧气的密度比水小，利用乙装置收集氧气，气体从b通入，故B错误。
C、氧气具有助燃性，用燃着的木条伸入丙中，若木条燃烧得更旺盛，表明该气体是氧气，故C错误。
D、氧气的密度比空气大，用装置丁收集氧气时，氧气从长管进入，氧气具有助燃性，将带火星的木条放置于丁装置 d 处可检验氧气是否收集满，故D正确。
故选D。
8．B
【详解】
A、木炭在空气中燃烧，发出红光，而生成二氧化碳是实验结论，不是实验现象，选项错误；
B、硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，生成一种刺激性气味的气体，选项正确；
C、铁丝引燃后放入氧气中，剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，生成物是四氧化三铁，且生成四氧化三铁是实验结论，不是实验现象，选项错误；
D、红磷在氧气中燃烧，产生大量白烟，没有白雾，放出热量，选项错误，故选B。
9．A
【详解】
A、氧化亚铁中，铁元素与氧元素的质量比=56：16=7：2，氧化铁中，铁元素与氧元素的质量比=（56×2）（16×3）=7：3，硫化亚铁中，铁元素与硫元素的质量比=56：64=7：8，则铁元素的质量分数由高到低的顺序为FeO、Fe2O3、FeS，选项正确；
B、氯化钙的相对分子质量=40+35.5×2=111，碳酸钙的相对分子质量=40+12+16×3=100，氢氧化钙的相对分子质量=40+（16+1）×2=74，则钙的化合物的相对分子质量由小到大： Ca（OH）2、CaCO3、CaCl2、选项错误；
C、硝酸中氮元素的化合价为+5价，氨气中氮元素的化合价为-3价，一氧化氮中氮元素的化合价为+2价，则三种物质中氮元素的化合价由高到低的顺序为HNO3、NO 、NH3，选项错误；
D、空气中，氧气的体积分数为21%，氮气的体积分数为78%，二氧化碳的体积分数为0.034%，则空气中主要气体的体积分数由大到小的顺序为N2、O2、CO2，选项错误；
故选A。
10．B
【详解】
A、需要收集一瓶大约1/4空气的氧气，即收集3/4 的氧气，所以集气瓶中应灌3/4水，不符合题意。
B、需要收集一瓶大约1/4空气的氧气，即收集3/4 的氧气，所以集气瓶中应灌3/4水，符合题意。
C、采用向上排空气法收集氧气，由于两者密度相差不大，无法满足题目要求，不符合题意。
D、采用向上排空气法收集氧气，由于两者密度相差不大，无法满足题目要求，不符合题意。
故选B。
11．便于直接读出氧气的体积 高锰酸钾粉末溶于冷凝水形成溶液 BCD
【详解】
（1）因为量筒壁上有刻度，所以用量筒收集气体可以直接读取收集的气体体积。故填：便于直接读出氧气的体积。
（2）实验中，加热时高锰酸钾粉末会充满试管口，而高锰酸钾粉末溶解到产生的冷凝水中会形成紫红色小液滴。故填：高锰酸钾粉末溶于冷凝水形成溶液。
（3）根据实验数据计算发现：，是反应前后物质及反应装置的总质量的差值，即生成的氧气质量。已知常温常压下氧气密度为，测得量筒中气体体积为V，所以生成氧气的质量为，按照质量守恒定律，应该，但是根据实验数据计算发现：，与质量守恒定律不符。造成这一实验结果的原因分析正确的是：
A．试管中高锰酸钾没有完全分解，对质量守恒定律不会产生影响，依然是。故A不符合题意；
B．在导管口有连续均匀气泡冒出之前，已经有部分氧气产生，所以当气泡连续均匀冒出时才收集气体，导致收集的氧气体积偏小，所以有。故B符合题意；
C．未调节量筒内外液面相平就读数，量筒中的气体压强与外界大气压不相等，导致读出的气体体积不是常温常压下的体积，所以有。故C符合题意。
D．停止加热时，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，试管口产生的水蒸气会沿导管跑走，导致。故D符合题意。
故选BCD。
12． 长颈漏斗的末端没有伸入液面以下 正放
【详解】
（1）加热氯酸钾制取氧气，属于固体加热型，分解过氧化氢溶液属于固液常温型，图中缺少酒精灯，根据提供的器材和试剂，小妍进行实验室制氧气，采用的是分解过氧化氢溶液的方法，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应的化学方程式为：。
（2）长颈漏斗的末端应伸入液面以下，以防止生成的气体从长颈漏斗中逸出，图乙装置中的明显错误为是长颈漏斗的末端没有伸入液面以下。
（3）氧气的密度比空气的大，收集好氧气的集气瓶应正放。
13．试管加热，活塞向外推，等试管冷却后活塞恢复到原位。或绑住注射器1活塞固定不动，向里推或向外抽注射器2活塞，放手后回到活塞原位置。或往里推进（抽拉）注射器1活塞时注射器2活塞向外移动（向里移动），且两者移动的体积相同。 交替推动两注射器的活塞
【详解】
（1）步骤一中检查装置气密性的方法是：试管加热，活塞向外推，等试管冷却后活塞恢复到原位，或绑住注射器1活塞固定不动，向里推或向外抽注射器2活塞，放手后回到活塞原位置，或往里推进（抽拉）注射器1活塞时注射器2活塞向外移动（向里移动），且两者移动的体积相同，故填试管加热，活塞向外推，等试管冷却后活塞恢复到原位，或绑住注射器1活塞固定不动，向里推或向外抽注射器2活塞，放手后回到活塞原位置，或往里推进（抽拉）注射器1活塞时注射器2活塞向外移动（向里移动），且两者移动的体积相同。
（2）步骤三中，为使试剂X与氧气反应充分，可以采取的操作：交替推动两注射器的活塞，使装置中的空气流动起来，使装置中的氧气与X充分反应，故填交替推动两注射器的活塞。
（3）装置中空气的体积为V1+V3，实验后测得的装置中氧气的体积为V1? V2，则利用测得数据可以计算，空气中氧气的体积分数为：。
14．12 上升 氧气 点燃带火星的木条，伸到A管玻璃管尖嘴处，打开开关，若复燃则为氧气
【详解】
由图可知，装置中生成的体积较小的气体A为氧气，体积较大的气体B为氢气，电解水时，生成的氢气与氧气的体积比为2：1，A管内收集到的气体有6mL时，则B管内气体大约有12mL，故填12；
电解水时，生成的气体的体积大于参加反应的水的体积，所以随着实验的进行，观察到中间漏斗中的液面不断上升，故填上升；
A管中产生的气体的体积较小，为氧气，故填氧气；
氧气具有助燃性，能够使带火星的木条复燃，所以检验的方法是点燃带火星的木条，伸到A管玻璃管尖嘴处，打开开关，若复燃则为氧气，故填点燃带火星的木条，伸到A管玻璃管尖嘴处，打开开关，若复燃则为氧气。
15．给铁丝加热，使温度达到铁的着火点 剧烈地燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体 铁+氧气四氧化三铁
【详解】
（1）铁丝前端系一根火柴是火柴燃烧放出热量，能够给铁丝加热，使温度达到铁的着火点，使铁丝在氧气中燃烧，故填给铁丝加热，使温度达到铁的着火点。
（2）铁在氧气中燃烧时，观察到的现象是剧烈地燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体，故填剧烈地燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体。
（3）铁和与氧气在点燃的条件下反应生成四氧化三铁，故反应的文字表达式写为：铁+氧气四氧化三铁。
16．A，B，C ①③②④ 10 使装置中的氧气充分反应 测量结果更准确/减少大气污染/更环保
【详解】
（1）A、如果红磷量不足，那么氧气就不能充分反应，从而剩余部分氧气，造成气压偏大，故A符合题意；
B、如果装置I漏气，那么外面的空气会进入瓶内，造成瓶内气压偏大，故B符合题意；
C、如果装置内的温度偏高，那么造成瓶内气压偏大，故C符合题意；
D、红磷点燃后伸入集气瓶速度太慢，会造成空气受热溢出，造成瓶内气压偏小，测量结果偏大，故D不合题意。
故选ABC。
（2）装置II中的实验步骤为：
①测定玻璃管容积V1为70mL；
③将少量铜粉平装入试管中，将50mL的注射器活塞置于30mL刻度处，并按图Ⅱ中所示的连接方式固定好；
②点燃酒精灯，缓慢推拉注射器活塞；
④熄灭酒精灯，等装置冷却后读取注射器活塞的数据。
正确的操作顺序为：①③②④。
装置内氧气的体积为：；
那么活塞最终所对的刻度为：30mL-20mL=10mL。
在实验加热过程中，缓慢推拉注射器活塞的目的是：使装置中的氧气充分反应。
（3）比较【装置Ⅰ】和【装置Ⅱ】，【装置Ⅱ】的一个优点是：
①注射器上有刻度，因此测量结果更准确
②尾气用气球收集，不会排放到大气中，减少大气污染，更环保。
17．难溶于水、氮气不能支持燃烧 装置漏气（或红磷的量不足或装置未冷却至室温就打开弹簧夹等） ④①③② 1
【详解】
（1）集气瓶内剩余的气体主要是氮气，由实验的现象可知，氮气不和红磷反应，集气瓶中有水，说明了氮气的性质有：难溶于水、氮气不能支持燃烧。
（2）导致该实验值偏小的原因较多，例如：装置漏气或红磷的量不足或装置未冷却至室温就打开弹簧夹等。
（3）在图乙的试验中，将少量红磷平装入试管中，将20mL的注射器活塞置于10mL刻度处，并按图中所示的连接方式固定好，再将弹簧夹紧橡皮管；再点燃酒精灯；红磷燃烧后撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹；最后读取注射器活塞的数据。所以实验的步骤顺序是：④①③②。
（4）由于空气中氧气的体积分数约占空气体积的 ，在45mL的空气中有9mL的氧气，消耗完氧气后，注射器活塞将从10mL刻度处慢慢前移到约为1mL的位置。
18．C c-a=5（b-a） AC
【详解】
（1）白磷燃烧的化学方程式是：，白磷燃烧时放出大量的热，温度升高，集气瓶中的压强增大，导致集气瓶中的水通过导管进入烧杯，当白磷燃烧完并且降温至室温时，集气瓶中的压强减小，在外界大气压的作用下，水进入集气瓶，因此在白磷开始燃烧到最后熄灭冷却的过程中，集气瓶内水面的变化情况是先降低、再上升。
（2）因为氧气约占空气总体积的五分之一，若实验成功，进入集气瓶中的水约为b-a，原集气瓶中空气的体积为：c-a．它们满足的关系式为：。
（3）导致实验值小于理论值，也就是最终进入集气瓶的水不足1/5，原因可能有：气密性不好，没有冷却至室温就打开了弹簧夹。
19．保持装置内压强平衡 15 溶液中有红色固体
【详解】
（1）铜和氧气加热生成氧化铜，装置内压强变小，故加热过程中，气球的作用是保持装置内压强平衡。
（2）空气中氧气的体积分数为
硬质玻璃管中空气体积 反应前注射器中空气体积 反应后注射器中空气体积 空气中氧气的体积分数
30mL 10mL 4mL 15%
（3）铜和氧气生成的氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和水，铜粉和稀硫酸不反应，故取反应后的粉末，滴加足量稀硫酸，溶液中有红色固体现象可以作为铜粉过量的证据。
20．红磷燃烧生成了大量白烟 水沿导管进入集气瓶，进入的水约占瓶内空气的1/5 红磷燃烧消耗了氧气，瓶内压强减小，氧气约占空气体积的1/5 装置漏气 红磷量不足(合理即可) 实验数据准确，减少空气污染 否 木炭燃烧的产物是气体，瓶内压强不变；(铁丝在空气中不能燃烧)
【详解】
（1）在空气中点燃燃烧匙中的红磷，并迅速插入集气瓶内，会看到红磷燃烧产生大量的白烟；实际上红磷燃烧发生的反应是，红磷和氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷，该反应的化学这个文字表达式为：。故填：红磷燃烧生成大量的白烟；。
（2）当红磷燃烧完毕，集气瓶冷却到室温后打开弹簧夹，红磷燃烧消耗了氧气，瓶内压强减小，小于外界大气压，会看到水沿导管进入集气瓶，因为氧气约占空气体积的1/5，所以进去水的体积占据的就是被消耗的氧气体积，所以最终进入水的体积约占瓶内空气的1/5。故填：水沿导管进入集气瓶，进入的水约占瓶内空气的1/5；红磷燃烧消耗了氧气，瓶内压强减小，氧气约占空气体积的1/5。
（3）造成测得氧气的体积分数小于1/5的原因可能是，瓶中的氧气没有被完全消耗（比如红磷的量不足）或者是装置漏气，还有可能是由于没有冷却到室温瓶内，瓶内压强还没有恢复到室温时的压强就打开了弹簧夹。故填：装置漏气；红磷量不足（合理即可）。
（4）改进后的实验，利用利用放大镜汇聚太阳光，将瓶内红磷点燃，所以红磷燃烧产生的有害物质五氧化二磷不会排放到空气中造成污染，而且瓶内的气体不会由于在伸入燃烧匙的过程中造成气体膨胀而跑出，减少了实验误差；测定空气中氧气含量的药品必须能且只能和空气中的氧气反应，且产物不能是气体状态，必须在空气中能够燃烧，而木炭在空气中燃烧之后会生成二氧化碳气体，不能产生内外的压强差，所以不能用木炭来代替红磷，而铁丝在空气中不能被点燃，所以也不可以代替红磷。故填：实验数据准确，减少空气污染；否；木炭燃烧的产物是气体，瓶内压强不变；(铁丝在空气中不能燃烧)。